從2013高考探究牛頓第二定律的分類應(yīng)用

蔣海濤

牛頓第二定律的表達式是F合=ma，需要注意的是定律是狀態(tài)矢量方程，通常對定律的應(yīng)用分為由受力情況確定運動情況和由運動情況確定受力情況，其實這種分類是寬泛的，根據(jù)具體問題，分類Ⅰ，從問題設(shè)置已知與所求特征，定律的應(yīng)用應(yīng)該分為純用和綜用，所謂純用即問題的設(shè)置已知和所求僅涉及力和加速度，而不涉及運動情況，也就是不要求分析速度和位移等運動信息；將此延伸，就是綜用，即由受力情況得到加速度，再結(jié)合初始條件確定運動情況，或上述過程逆向設(shè)置；分類Ⅱ，根據(jù)研究對象個數(shù)的呈現(xiàn)，可分為單體和系統(tǒng)問題，這里自然涉及內(nèi)力和外力的分析與求解，即整體法與隔離法；

分析與解答這里涉及變力的作用，關(guān)鍵是從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，此時氣球速度為零，沒有阻力，在這一狀態(tài)受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，代入數(shù)據(jù)就得到浮力大小為4830 N，結(jié)合由于氣球體積不變，所以浮力一直就是4830 N，選項A正確；隨著氣球速度的增加，阻力越來越大，所以選項B錯；在氣球達到勻速運動之前，根據(jù)F-mg-f=ma，可見，氣球的加速度逐漸減小，所以上升到10秒時氣球的速度小于5 m/s，選項C錯；勻速運動時，加速度為零，對F-mg-f=ma，令加速度a=0，就得到空氣阻力為230 N，答案AD.

當甲、乙經(jīng)過任意位置時，做軌跡在這一點的切線，設(shè)傾角為α，則此時加速度大小就是a=gsinα，顯然甲的加速度不斷減小，乙的加速度不斷增加，根據(jù)傾角關(guān)系，一開始甲的加速度大于乙的加速度，而后來情況相反，所以選項A錯；根據(jù)機械能守恒定律，它們到達同一高度速度大小相同，所以選項B正確；選項C、D屬于綜用，在此是由受力情況確定運動情況，結(jié)合選項A，這樣它們的速率時間圖象如圖4所示，而且它們的路程，這樣就有圖象中的陰影部分面積相同，就得到甲比乙先到達B處，所以選項D正確，同時得到選項C錯，答案BD.

牛頓第二定律的表達式是F合=ma，需要注意的是定律是狀態(tài)矢量方程，通常對定律的應(yīng)用分為由受力情況確定運動情況和由運動情況確定受力情況，其實這種分類是寬泛的，根據(jù)具體問題，分類Ⅰ，從問題設(shè)置已知與所求特征，定律的應(yīng)用應(yīng)該分為純用和綜用，所謂純用即問題的設(shè)置已知和所求僅涉及力和加速度，而不涉及運動情況，也就是不要求分析速度和位移等運動信息；將此延伸，就是綜用，即由受力情況得到加速度，再結(jié)合初始條件確定運動情況，或上述過程逆向設(shè)置；分類Ⅱ，根據(jù)研究對象個數(shù)的呈現(xiàn)，可分為單體和系統(tǒng)問題，這里自然涉及內(nèi)力和外力的分析與求解，即整體法與隔離法；

分析與解答這里涉及變力的作用，關(guān)鍵是從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，此時氣球速度為零，沒有阻力，在這一狀態(tài)受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，代入數(shù)據(jù)就得到浮力大小為4830 N，結(jié)合由于氣球體積不變，所以浮力一直就是4830 N，選項A正確；隨著氣球速度的增加，阻力越來越大，所以選項B錯；在氣球達到勻速運動之前，根據(jù)F-mg-f=ma，可見，氣球的加速度逐漸減小，所以上升到10秒時氣球的速度小于5 m/s，選項C錯；勻速運動時，加速度為零，對F-mg-f=ma，令加速度a=0，就得到空氣阻力為230 N，答案AD.

當甲、乙經(jīng)過任意位置時，做軌跡在這一點的切線，設(shè)傾角為α，則此時加速度大小就是a=gsinα，顯然甲的加速度不斷減小，乙的加速度不斷增加，根據(jù)傾角關(guān)系，一開始甲的加速度大于乙的加速度，而后來情況相反，所以選項A錯；根據(jù)機械能守恒定律，它們到達同一高度速度大小相同，所以選項B正確；選項C、D屬于綜用，在此是由受力情況確定運動情況，結(jié)合選項A，這樣它們的速率時間圖象如圖4所示，而且它們的路程，這樣就有圖象中的陰影部分面積相同，就得到甲比乙先到達B處，所以選項D正確，同時得到選項C錯，答案BD.

牛頓第二定律的表達式是F合=ma，需要注意的是定律是狀態(tài)矢量方程，通常對定律的應(yīng)用分為由受力情況確定運動情況和由運動情況確定受力情況，其實這種分類是寬泛的，根據(jù)具體問題，分類Ⅰ，從問題設(shè)置已知與所求特征，定律的應(yīng)用應(yīng)該分為純用和綜用，所謂純用即問題的設(shè)置已知和所求僅涉及力和加速度，而不涉及運動情況，也就是不要求分析速度和位移等運動信息；將此延伸，就是綜用，即由受力情況得到加速度，再結(jié)合初始條件確定運動情況，或上述過程逆向設(shè)置；分類Ⅱ，根據(jù)研究對象個數(shù)的呈現(xiàn)，可分為單體和系統(tǒng)問題，這里自然涉及內(nèi)力和外力的分析與求解，即整體法與隔離法；

分析與解答這里涉及變力的作用，關(guān)鍵是從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，此時氣球速度為零，沒有阻力，在這一狀態(tài)受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，代入數(shù)據(jù)就得到浮力大小為4830 N，結(jié)合由于氣球體積不變，所以浮力一直就是4830 N，選項A正確；隨著氣球速度的增加，阻力越來越大，所以選項B錯；在氣球達到勻速運動之前，根據(jù)F-mg-f=ma，可見，氣球的加速度逐漸減小，所以上升到10秒時氣球的速度小于5 m/s，選項C錯；勻速運動時，加速度為零，對F-mg-f=ma，令加速度a=0，就得到空氣阻力為230 N，答案AD.

當甲、乙經(jīng)過任意位置時，做軌跡在這一點的切線，設(shè)傾角為α，則此時加速度大小就是a=gsinα，顯然甲的加速度不斷減小，乙的加速度不斷增加，根據(jù)傾角關(guān)系，一開始甲的加速度大于乙的加速度，而后來情況相反，所以選項A錯；根據(jù)機械能守恒定律，它們到達同一高度速度大小相同，所以選項B正確；選項C、D屬于綜用，在此是由受力情況確定運動情況，結(jié)合選項A，這樣它們的速率時間圖象如圖4所示，而且它們的路程，這樣就有圖象中的陰影部分面積相同，就得到甲比乙先到達B處，所以選項D正確，同時得到選項C錯，答案BD.